扫描电子显微镜：为研究微观世界提供强大的手段

来源：北京培科创新技术有限公司 2025年03月30日 12:04

　　扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)是一种利用高能电子束扫描样品表面，通过收集激发的二次电子、背散射电子及特征X射线等信号，生成高分辨率微观图像的仪器。其工作原理可分为四步：

　　电子束发射：电子枪(如热发射枪或场发射枪)产生高能电子束。

　　聚焦与扫描：电子束经电磁透镜聚焦至纳米级(直径约0.4-5nm)，通过扫描线圈在样品表面按光栅式路径逐点扫描。

　　信号激发：电子束与样品相互作用，激发二次电子(反映表面形貌)、背散射电子(反映成分分布)和特征X射线(用于元素分析)。

　　信号检测与成像：探测器收集信号，经放大后调制显像管亮度，形成与样品表面特征对应的图像。

　　与光学显微镜相比，SEM分辨率高、景深大；与TEM相比，SEM样品制备简单，可直接观察大块样品表面，但分辨率较低。场发射SEM(FE-SEM)因高亮度和稳定性，在综合分析中应用更广。

　　扫描电子显微镜凭借其高分辨率、大景深和多功能性，已成为材料科学、生物、半导体等领域理想的分析工具。随着技术突破(如场发射电子枪、低真空环境)，其应用范围不断扩展，并向智能化、原位分析方向发展，为微观世界的研究提供了更强大的手段。

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